计算机控制系统——过程通道技术_6.ppt

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1、第二章过程通道技术§2.2通道接口技术§2.1概述§2.3数字量输入通道§2.4数字量输出通道§2.5模拟量输入通道§2.6模拟量输出通道要点总结§2.6模拟量输出通道§2.6.1模拟量输出通道的结构§2.6.2D/A转换技术§2.6.1模拟量输出通道的结构1、数字保持式结构：一个通路一个D/A转换器，CPU与D/A之间通过独立的接口缓冲器传送信息。如图所示特点：速度快，精度高，可靠，互不影响；D/A多。一个实际的计算机控制系统中，往往需要多路的模拟量输出，其实现方法有两种。§2.6.1模拟量输出通道的结构2、模拟保持式结构：多个通路共用一个D/A，CPU分时将各路D/A转

2、换通过多路开关分送各路保持电路去。特点：省D/A，速度慢，可靠性较差。§2.6.2D/A转换技术一、D/A转换原理二、D/A转换器技术指标三、D/A实现技术§2.6.2D/A转换技术一、D/A转换原理D/A转换器有串行和并行两种，在工业过程控制中，主要使用并行D/A转换器（输入的各数据位是同时转换的），其转换速度比较快；依据D/A转换原理不同可分为求取脉冲平均值的PWM型数字编码信号控制下加权量叠加型加权量叠加型一般由四部分组成，即电子开关、电阻网络、放大器和标准电压源；根据电阻网络不同，可分为权电阻译码D/A转换器、倒T型网络D/A转换器等；§2.6.2D/A转换技术权电

3、阻D/A转换器就是将某一数字量的二进制代码各位按它的“权”的数值转换成相应的电流，“权”越大（即位数越高），对应的电阻值越小；然后再将代表各位数值的电流加起来。1、权电阻D/A转换原理。一、D/A转换原理§2.6.2D/A转换技术1、权电阻D/A转换原理。§2.6.2D/A转换技术1、权电阻D/A转换原理。§2.6.2D/A转换技术1、权电阻D/A转换原理。§2.6.2D/A转换技术2、倒T型网络D/A转换原理§2.6.2D/A转换技术2、倒T型网络D/A转换原理Di=1，Si将电阻接到运放反向输入端；Di=0，Si将i将电阻接到运放同向输入端；都是虚地，各支路电流不会变化

4、；流入2R支路的电流是以2的倍速递减；§2.6.2D/A转换技术2、倒T型网络D/A转换原理运算放大器的输出电压为若Rf=R，并将I=UR/R代入上式，则有可见，输出模拟电压正比于数字量的输入。§2.6.2D/A转换技术二、D/A转换器技术指标分辨率：与A/D转换器的分辨率概念类似，指当输入数字量变化1时，输出模拟量变化的大小。分辨率通常用数字量的位数来表示，如8位、12位、18位。稳定时间：指D/A转换器所有输入二进制数变化是满刻度时，模拟量输出稳定到±1/2LSB范围内所需要的时间。一般为几十纳秒到几微秒完程一次转换所需要的时间；输入编码：可为二进制编码、BCD码、符号

5、-数值码等，一般采用二进制编码，可使计算机的运算结果直接输出，比较方便；§2.6.2D/A转换技术二、D/A转换器技术指标线性误差：任何两个相邻输入数码之间的差应是1LSB，一个理想的D/A转换器输出应是一条直线。但是，元件的非线性使之存在非线性误差，一般为0.01%~0.8%；温度范围：一般为-40˚C~85˚C，较差的为0˚C~70˚C；输出方式与极性：包括电流输出（一般为0~10mA或4~20mA）和电压输出；输出极性包括单极性和双极性；§2.6.2D/A转换技术三、D/A实现设计1、DAC0832特性DAC0832系列芯片是一种具有两个输入数据寄存器的8位DA，其主

6、要待性参数如下；（1）分辨率为8位；（2）电流稳定时间1μs；（3）可单缓冲、双缓冲或直接数字输入；（4）只需在满量程下调整其线性度；（5）单一电源供电(＋5v一＋15v)；（6）低功耗，200mW。§2.6.2D/A转换技术2、DAC0832结构UREF：+10V~-10V；Ucc：+5V~+15V；CS:片选信号；ILE：允许输入锁存；WR1(写1)：将数字量锁存8位输入寄存器中；WR2(写2)：将输入寄存器数字量送到D/A寄存器锁存；XFER：传送控制信号；Rfb：反馈电阻；IOUT1：DAC电流输出1;IOUT2；DAC电流输出2IOUT1+IOUT2=常数；§2.

7、6.2D/A转换技术§2.6.2D/A转换技术3、模拟输出极性变换（1）单极性输出§2.6.2D/A转换技术（2）双极性输出§2.6.2D/A转换技术4、与CPU接口（1）单缓冲方式接口§2.6.2D/A转换技术（2）双缓冲方式接口§2.6.2D/A转换技术对于多路D／A转换接口，要求同步进行DA转换输出时．必须采用双缓冲器同步方式接法。采用这种接法时，数字量的输入锁存和D／A转换输出是分两步完成的，即CPU的数据总线分时地向各路DA转换器输入要转换的数字量并锁存在各自的输入寄存器中，然后CPU对所有的DA转换器发